製圖: 張芳曼
編者按: 我國是能源消費大國. 習近平總書記指出, '發展清潔能源, 是改善能源結構, 保障能源安全, 推進生態文明建設的重要任務. ' 當前打好汙染防治攻堅戰, 要堅持源頭防治, 如: 調整能源結構, 減少煤炭消費, 增加清潔能源使用.
我國煤炭消費量約佔全球一半, 能源結構正由煤炭為主向多元化轉變. 本版推出 '美麗中國·關注清潔能源' 系列報道, 聚焦煤炭減量化及清潔利用, 同時關注風力發電, 光伏發電等面臨的問題及其對策, 今日推出上篇.
外表黑乎乎, 燒起來冒出嗆鼻的氣味——這是大多數人對煤炭的第一印象. 然而, 你知道嗎, 如果應用了現代先進技術, 煤炭也能燒得挺乾淨.
與國家排放標準相比, 二氧化硫, 氮氧化物, 顆粒物排放分別降低83%, 50%, 67%——今年1月的國家科技獎勵大會上, '燃煤機組超低排放關鍵技術研發及應用' 獲得國家技術發明獎一等獎, 這是我國煤炭清潔利用邁出的大步子.
以煤為主的能源結構短期內難改變, 應推動煤清潔高效利用
據統計, 2017年我國能源消費總量44.9億噸標準煤, 其中煤炭消費佔能源消費總量的60.4%, 比上年下降1.6個百分點. '中國的煤炭消費量約佔全球一半, 再加上此前利用方式粗放, 大量煤炭分散燃燒帶來了高排放. ' 國家發改委能源研究所研究員韓文科說.
中國煤炭加工利用協會理事長張紹強認為, '清潔利用和規模化燃用是當前改善大氣質量行之有效的方法' .
不少專家認為, 煤炭減量化是清潔高效利用的前置任務, 否則汙染物排放濃度再低, 總量依然龐大. 從趨勢看, 煤炭減量化以及清潔能源替代正穩步推進, 兩年來我國煤炭去產能超過5億噸, 2017年非化石能源佔全國能源生產總量的17.6%, 比2012年提高6.4個百分點.
雖然煤炭在一次能源中的比重呈下降趨勢, 但在中短期主體能源地位較難改變, 實現煤炭轉型發展是我國能源轉型發展的立足點.
'大力發展清潔能源我們有共識, 但遠水解不了近渴. 一方面, 在我國化石能源已探明儲量中, 煤炭佔94%以上, 石油和天然氣僅佔6%左右, 二者對外依存度較高, 不考慮品種的使用差異, 消費成本也比煤炭高不少;另一方面, 風電, 光伏等新能源的穩定性, 可控性有待提升, 至少短期內要大比例替代煤炭還比較難, 不能立竿見影. ' 張紹強認為, 應該科學有序降低煤炭消費比重, 推動煤炭清潔高效利用.
我國煤電機組汙染物排放控制指標處於世界領先水平
生產側而言, 煤炭清潔高效利用邁出實質步伐. 煤炭質量更優, 2017年我國原煤入選率為70.2%, 同比提高1.3個百分點;資源綜合利用推進, 2017年全國煤矸石綜合利用處置率達67.3%.
目前, 我國煤炭消費主要分布在燃煤發電, 冶金煉焦, 煤化工, 鍋爐用煤(含建材窯爐和供熱供暖), 民用散煤幾個方面, 用煤量分別約佔煤炭消費總量的50%, 17.5%, 6.8%, 20%和不足6%.
'其中發電用煤佔比大, 但消費集中, 汙染物控制和減排力度大. ' 張紹強說, 我國已經突破大型燃煤超低排放發電技術, 燃煤電廠大氣汙染物排放達到甚至優於國家天然氣發電排放標準, 即煙塵不高於5毫克每立方米, 二氧化硫不高於35毫克每立方米, 氮氧化物不高於50毫克每立方米. 那麼, 成本會不會很高呢?張紹強介紹, '所增加的發電成本大概2—3分每千瓦時, 新增成本不足10%, 比燃氣發電成本低. '
國家能源局有關負責人介紹, 截至2017年三季度末, 京津冀, 河南等多地已提前1—2年完成全部具備條件機組的超低排放改造任務, 全國累計完成煤電超低排放改造6.4億千瓦以上, 提前完成2020年改造5.8億千瓦的目標;新建煤電機組全部為超低排放, 我國煤電機組汙染物排放控制指標已處於世界領先水平.
除了超低排放工程, 煤電領域節能改造, 靈活性改造也在加快推進. '截至2017年三季度末, 全國累計完成煤電節能改造5.3億千瓦;此外, 我們還著重實施熱電解耦改造和純凝煤電機組深度調峰改造, 最大限度發揮煤電機組調峰能力, 為新能源發電騰出空間. 比如遼寧省部分煤電機組實施靈活性改造後, 2017年新能源棄風率下降6個百分點. ' 國家能源局有關負責人舉例.
煤炭深加工方面, 我國工藝國產化水平提高, 部分關鍵技術領跑國際, 以煤為原料可以生產出超清潔柴油, 天然氣等. 據中國環境科學研究院完成的整車運行和台架實驗, 煤制清潔柴油與國五標準柴油相比, 可使尾氣中排放的一氧化碳, 細顆粒物, 氮氧化物和碳氫化合物分別降低24%, 49%, 12%和34%. 不過在韓文科看來: '煤化工可以發展, 但規模應當適度有序, 尤其要在生態環境可承受的範圍內. '
散煤治理是難點, 將堅持散煤減量替代與清潔化替代並舉
總的來說, 燃煤發電, 冶金煉焦, 煤化工三個煤炭消費領域能大規模集中利用, 汙染物控制逐步向好. 目前真正難操作, 難監管的主要是大量散煤, 主要包括工業領域中的小鍋爐和小窯爐散燒煤, 民用生活散煤等. 通常這些散煤都是分散採購, 流通環節混亂難監管, 煤的灰分和硫分含量高;分散使用, 燃燒過程效率低;大多數為直燃直排, 脫硫, 脫硝等設施幾乎為空白.
據不完全統計, 我國燃煤供熱供暖工業鍋爐近48萬台, 各種窯爐約13萬台, 年耗煤約7.5億噸. '鍋爐效率低, 汙染物控制設施簡陋, 大量供熱鍋爐因季節性因素負荷變化較大, 實際燃燒效率, 鍋爐熱效率平均比國際先進水平低15%—20%, 導致煙塵排放超過全國排放總量的40%, 二氧化硫排放量佔全國排放總量的35%以上, 成為嚴重的大氣汙染物排放源. ' 張紹強介紹.
他認為, 10蒸噸每小時以下的小鍋爐由於過度分散, 爐型老舊, 容量小等, 不宜再進行改造, 應加快淘汰進程, 支援整合更換;20蒸噸每小時以上等級的工業鍋爐與電站鍋爐相似, 配套煙氣淨化措施後同樣可以實現超低排放.
'現在有新型煤粉型工業鍋爐燃燒效率在90%以上, 單是節能一項就比老舊鏈條爐提高30個百分點以上. 但目前推廣存在一定困難, 這與違規成本過低, 監管不到位有關, 但也受一些地區 '一刀切' 去煤化影響, 有的地方還要求大中型熱電機組也必須換成燃氣發電, 不管是不是實現超低排放, 導致企業技術研發和應用積極性不高, 這就值得商榷了. 相關部門可以將排放標準提高到與燃氣機組一致, 誰優誰劣可以對比, 超出了標準, 再關停淘汰都沒問題. ' 張紹強建議.
民用散煤消費總量每年在2億噸左右, 其中超九成用於北方農村冬季取暖. 雖然民用散煤佔比小, 但大部分爐灶原始, 使用分散, 用戶經濟承受能力不高, 算得上煤炭清潔高效利用一塊難啃的 '硬骨頭' . 國家能源局有關負責人表示, 將堅持散煤減量替代與清潔化替代並舉, 疏堵結合, 通過落實優質煤源, 建設潔淨煤配送中心, 推廣應用潔淨煤和型煤, 先進民用爐具, 加強監管等措施, 解決民用散煤清潔化利用問題.
中國能源研究會常務副理事長周大地認為, 清潔高效的同時, 也應該向低碳努力, '煤炭的高碳性沒辦法改變, 當前重點是清潔高效, 但不是說低碳就放棄了. ' 日前召開的國家能源工作會議提出, 要抓緊研究實驗碳捕集及應用技術, 爭取早日實現突破, 使煤電發展更加符合清潔低碳安全高效的要求.
'統籌推進煤炭清潔高效利用是2018年能源工作重點任務之一, 我們將在控制煤炭消費總量的基礎上, 著力提高電煤在煤炭消費中的比重, 爭取到 '十三五' 末, 電煤比重提高到55%左右, 30萬千瓦級以及具備條件的燃煤機組全部實現超低排放. ' 國家能源局有關負責人說.